• Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
• /
• 제2권1호
• /
• pp.79-105
• /
• 1994

A ship in waves is suffered from the various wave loads that comes from its motion throughout its life. Because these loads are dynamic, the analysis of a ship structure must be considered as the dynamic problem precisely. In the rationally-based design, the dynamic structural analysis is carried out using dynamic wave loads provided from the results of the ship motion calculation as a rigid body. This method is based on the linear theory assumed low wave height and small amplitude of motion. But at the rough sea condition, high wave height, compared with ship's depth, induce the large ship motion, so the ship section configuration under waterline is rapidly changed at each time. This results in a non-linear problem. Considering above situation in this paper, a strength analysis method is introduced for the hull girder among waves considering non-linear hydrodynamic forces. This paper evaluates the overall or primary level of the ship structural dynamic loading and dynamic response provided from the non-linear wave forces, and bottom flare impact forces by momentum slamming theory. For numerical calculation a ship is idealized as a hollow thin-walled box beam using thin walled beam theory and the finite element method is used. This method applied to a 40,000 ton double hull tanker and attention is paid to the influence of the response of the ship's speed, wave length and wave height compared with the linear strip theory.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2017

선체의 비선형적 동요현상은 선박의 감항성 확보와 관련하여 최근 활발하게 연구가 이루어지는 분야들 중 하나이다. 본 연구에서는 고차 스펙트럼 해석방법들 중 하나인 바이스펙트럼 해석방법과 바이코히어런스 해석방법을 적용하여 선체의 비선형적인 동요 현상을 해석하였다. 본 연구를 통해 기존에 알려진 추파상황에서의 비선형적 선체 종동요 현상과 더불어 추사파 및 우현 횡파 상황에서도 선체 종동요의 비선형 위상 동조 현상이 일어나는 것을 확인하였다. 또한, 바이코히어런스 방법을 통해 주파수간 비선형적 간섭현상을 수치화 하여 주파수 대역별로 위상 동조 현상을 비교할 수 있었다. 이를 통해 선체 종동요의 파워스펙트럼상의 피크 주파수 이외의 주파수 대역에서 비선형적 위상결합이 더 강하게 일어난다는 사실을 확인하였다. 이에 더하여, 바이코히어런스 해석방법은 정규화 방법에 크게 영향을 받지 않는 다는 사실 또한 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.170-171
• /
• 2022

A ship's maneuvering motion model is important in a computer simulation, especially under the trend of intelligent navigation. This model is usually constructed by the hydrodynamic parameters of the ship which are generated by the principles of hydrodynamics. Ship's motion model is a nonlinear function. By using this function, ships' motion elements can be calculated, then the ship's trajectory can be predicted. Deeping neural networks can construct any linear or non-linear equation theoretically if there have enough and sufficient training data. This study constructs some kinds of deep Networks and trains this network by real ship motion data, and chooses the best one of the networks, uses real data to train it, then uses it to predict the ship's trajectory, getting some conclusions and experiences.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.153-168
• /
• 1993

파랑중을 항해하는 선박의 선체강도에 있어 선체에 작용하는 파랑하중을 정확히 추정하는 것은 매우 중요하다. 파랑하중 추정에 있어서 현재 널리 쓰이고 있는 선형스트립 이론은 배의 운동이 작은 낮은 파고에 의한 선체의 강체운동 응답에 기인한 파랑하중 계산법이다. 그러나, 대파고 파랑중에서 특히 슬래밍이 발생하게 되면 선체는 탄성체로서의 응답특성을 가지게 된다. 따라서 이런 경우 선체운동뿐만 아니라 탄성체 운동을 고려한 파랑하중 선체강도 해석법이 요구된다. 이미 본 연구자들은 이러한 배경으로 비선형 유체력이 선체에 작용할 때 선체변위로부터 파랑하중을 계산하여 선체강도를 평가하는 방법을 제안한 바 있다. 본 논문에서는 이러한 동적강도 해석법을 세가지 선종에 적용시켜 계통적인 수치계산을 수행하여 강체응답 및 파랑하중 특성을 비교, 고찰함으로써 파랑중 선체동적강도법의 기초자료를 제시하고자 한다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.629-634
• /
• 2009

Vessels stability problems need to resolve the nonlinear mathematical models of rolling motion. For nonlinear systems subjected to random excitations, there are very few special cases can obtain the exact solutions. In this paper, the specific differential equations of rolling motion for intact ship considering the restoring and damping moment have researched firstly. Then the partial stochastic linearization method is applied to study the response statistics of nonlinear ship rolling motion in beam seas. The ship rolling nonlinear stochastic differential equation is then solved approximately by keeping the equivalent damping coefficient as a parameter and nonlinear response of the ship is determined in the frequency domain by a linear analysis method finally.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2009년도 추계학술대회
• /
• pp.239-240
• /
• 2009

Vessels stability problems need to resolve the nonlinear mathematical models of rolling motion. For nonlinear systems subjected to random excitations, there are very few special cases can obtain the exact solutions. In this paper, the specific differential equations of rolling motion for intact ship considering the restoring and damping moment have researched firstly. Then the partial stochastic linearization method is applied to study the response statistics of nonlinear ship rolling motion in beam seas. The ship rolling nonlinear stochastic differential equation is then solved approximately by keeping the equivalent damping coefficient as a parameter and nonlinear response of the ship is determined in the frequency domain by a linear analysis method finally.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.152-172
• /
• 1992

대파고 파랑중을 항해하는 선박은 큰 선체 운동으로 인하여 수면하 단면 형상이 시시각각 크게 변하므로 자유 표면 조건, 물체 표면 조건의 비선형성에 의한 비선형 유체력의 영향이 무시될 수 없게 된다. 경우에 따라서는 선저가 파면으로부터 충격력을 받는 슬래밍 현상과 선수가 파도를 뒤집어 쓰는 청파 현상등과 같은 충격적 유체력이 선체에 가해지는 등 복잡한 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 선체를 가변 단면보의 탄성체로 이상화하여 파랑중 선체 거동을 박육 단면보 이론에 의해 정식화하고 파랑 하중으로는 수면하 단면 형상 변화에 따른 비선형 유체력과 momentum slamming이론을 이용한 유체 충격력을 고려하여 대파고 파랑 중 탄성체인 선체의 응답을 추정하는 해석 기법을 개발하여 이를 기존의 실험결과와 비교 그 타당성을 확인하고, 이의 응용으로 본 기법에 의하여 4만톤급 정유 운반선에 적용하여 정면파 및 사파중에서 파고, 파장, 선속을 파라미터로 한 수치 계산을 수행하고 여러가지 파라미터 변화에 대한 선체 구조의 동적 강도 응답 특성을 계통적으로 분석하여 보았다. 본 연구에서 개발된 동적강도 해석법은 대파고 중에서 유체력의 비선형성 및 유체 충격력까지 고려한 해석기법이므로 신구조 방식 선박에 대한 직접 설계법의 확립 뿐만 아니라 슬래밍 등에 의한 선체 절손 사고의 원인 규명에도 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.103-107
• /
• 2001

When ship claps against the ocean structure sited at shallow water, the time simulation of motion responses of dolphin-moored ocean structure is presented. The equatien of motion based on Cummin's theory of impulse responses are employed, and solved in time domain by using the Newmark $\beta$ method. The added mass and damping coefficients involved in the equations are obtained from a three-dimensional panel method in the frequency domain. The impact forces due to ship collision are modeled as two method, and those are elastic and non-elastic collisions. The mooring forces for dolphin systems of scean structure are considered as linear spring system.

• 한국해양공학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.115-119
• /
• 2001

The simulation of motion responses of a dolphin-moored ocean structure in shallow water when it cllides with a ship, has been carried out. The equation of motion in the time domain according to Cummin's theory is employed, and solved by making use of the Newmark-${\beta}$ method. The added mass and damping coefficients involved in the equations are abtained from a three-dimensional panel method in the frequency domain. The impact forces due to ship collision are calculated using both the elastic and non-elastic modelings. The mooring forces for dolphin systems of ocean structure are regarded as linear spring forces.

• 한국해양공학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.10-17
• /
• 2010

Conventionally, because it is difficult to control a ship in shallow water and because attempting to do so creates unwanted environmental effects, maneuvering ships in the harbor area for berthing is usually done with the assistance of tugboats. In this paper, we propose a new method for berthing ships automatically by using bow and stern thrusters. Specifically, a steering motion model of a ship is considered, and parameters in the equation are evaluated by the system identification technique. An optimal controller based on observations was designed from the linearization of the non-linear ship motion in the horizontal plane. It is used to reduce the uncertainty about the ship's dynamics and reduce measurement requirements. The performance of the controller was also analyzed for its robustness relative to avoiding disturbing the environment due to winds, currents, and wave-drift forces. Experiments were conducted to estimate the potential for identifying result and the design of the controller. Specifically, in this paper, the system modeling and tracking control approach are discussed based on a two-degree-of-freedom (2DOF) servo-system design.